大気の構造

私たちの生活している地表面付近では、標高が上がるほど気温が減少し、空気も薄くなり、寒くなりますよね。

さらに上に行くと、どんどん空気も薄くなり続けますが、気温は上がったり下がったりします。

今回はこの図を見ていただいたところからスタートいたします。

成層圏

「成層圏って何か知ってる？」

秋月さんは、その明るいギャル風の笑顔で、天気予報士としての知識が今日も冴えます。

「成層圏は対流圏の上にありますよ。その名の通り、気温が成層する、つまりほとんど層状になっているんです。」

「私たちの生活圏である対流圏では、空気は上昇と下降を繰り返しますが、成層圏ではそれが起こらないんです。だから、あの美しい薄層雲が形成されるんですよ。」

「また、成層圏にはオゾン層が含まれています。これが私たちを紫外線から保護してくれているんです。」

オゾン層の必要性

「でも、オゾン層がダメージを受けるとどうなるか知ってますか？」

彼女は、視線を絞り込みます。

「オゾン層が薄くなると、紫外線が地表に直接到達し、皮膚がんや目の病気などを引き起こす可能性があるんです。だから、オゾン層の保護はとても大切なんです。」

成層圏より上の層

「それから、成層圏の上には中間圏が広がっています。」

「中間圏は、約50kmから85kmの高さに位置しています。ここでも気温は下がります。」

「さらに上には熱圏があります。ここでは、高度が上がるにつれて気温が再び上昇します。」

「熱圏は地球の大気の最上層に位置し、その高さは約85km以上です。ここでは、太陽の放射線の吸収により気温が急激に上昇します。」

大気の成分

「あとは、大気が進化した過程も大切ですよね。」

「地球が形成された約46億年前、初期の大気は主にメタン、アンモニア、水蒸気で構成されていました。その後、生物が進化し、光合成を行うようになったことで大気の状態が大きく変わりました。」

彼女は、遠い昔の地球を想像しながら話しています。

「光合成を行う生物が増えるにつれて、酸素が大気中に放出されました。そして、今のような酸素豊富な大気が形成されたんです。」

温室効果ガス

「ところで、皆さんは温室ガスについて知ってますか？」

新たなテーマに移ります。

「温室効果ガスは、地球で反射して逃げていく太陽からの熱エネルギーを、地表に戻すことで地球の気温を上昇させます。その代表格が二酸化炭素ですね。」

「ですから、二酸化炭素の排出量を減らすことは、地球温暖化の防止にとても重要なんです。」

彼女は、真剣な表情で皆に呼びかけます。

「大気の事を学ぶことは、地球の健康を守るためにも大事なんです。」

「大気は私たちに息吹を与え、生きるためのエネルギーを提供してくれます。それを大切にすることが、地球を守ることにつながるんです。」

大気は、私たちの生活の一部であり、私たちの生命を支え、地球に生命を育む環境を与えています。

だからこそ、私たちは大気を尊敬し、大切にしなければなりません。

問題　気象予報士試験一般知識編第5回（H7 第二回参考問題）

地球の大気成分に関する次の①～⑤の記述のうち、誤っているものを一つ選べ。

①　地球の大気はよく混合されており、乾燥空気のほとんどを占める窒素、酸素、アルゴンの割合は、高度約80㎞の中間圏海面付近までほぼ一定である。

②　酸素は、生物の呼吸活動および有害な太陽紫外線を吸収するオゾンの生成に関係しており、生物には不可欠の成分である。その大気中の濃度は地球誕生以来ほとんど変わっていない。

③　水蒸気は、主に対流圏に含まれ、その量は場所と時間で大きく変動し、単位体積の空気に含み得る最大量は主に気温に依存する。

④　二酸化炭素は、空気の主成分に比べると微量ではあるが、有効な温室効果気体として地球の温暖化に大きな影響を与えられる。近年、化石燃料の消費等に伴い、その大気中の濃度は少しずつ増えている。

⑤　オゾンは、主に成層圏に存在して太陽紫外線を吸収し、成層圏の温度形成に重要な役割を果たしている。また、オゾンには赤外放射を吸収する温室効果気体としての働きもある。

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解答：②
地球誕生間もないころには、ほとんど酸素がなく、光合成により酸素を吐き出す植物が登場してから大気中に酸素の蓄積が始まったと考えられています。
気象予報士試験HP 参照

トリビア『金星の超速風』
金星の大気の主成分は二酸化炭素。地表の気温は460度。雲の主成分は濃硫酸。
大気は非常に厚く、地表面近くでは時速約300キロメートルの風が吹いています。これは、地球上の竜巻の速度をはるかに超えるスピードです。
「金星の天気予報：今日も超高速風。帽子は飛ばないように！」というのが、金星の住民（もしいたら）の日常かもしれません。

参考：JAXA_宇宙科学研究所サイト